本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備領(lǐng)域，具體的涉及一種支持網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的報(bào)文解析裝置及方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)體系難以適應(yīng)用戶不斷增長(zhǎng)的需求，新的網(wǎng)絡(luò)功能如ndn、vxlan隨之涌現(xiàn)。這些功能定義了新的網(wǎng)絡(luò)功能，對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在解析、處理等方面的處理能力有了新的需求。然而受到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商和協(xié)議開(kāi)發(fā)環(huán)境的限制，新型功能設(shè)備的開(kāi)發(fā)和部署面臨諸多困難。如果網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠在解析、匹配、動(dòng)作等方面支持用戶定制，那么將大大降低新型網(wǎng)絡(luò)功能的試驗(yàn)和部署難度，從而為網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)新和演進(jìn)提供一個(gè)更加開(kāi)放的平臺(tái)。

為支持網(wǎng)絡(luò)功能的快速創(chuàng)新和部署，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備首先要能夠支持靈活的報(bào)文解析，以便提取出功能所需的匹配域。目前，數(shù)據(jù)平面提出了可編程實(shí)現(xiàn)方案，例如，cafe、switchblade等方案提出了支持報(bào)文頭部任意比特域組合的結(jié)構(gòu)，初步實(shí)現(xiàn)了用戶自定義的匹配域提取方式。劉中金等人提出了彈性協(xié)議可定制的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平面結(jié)構(gòu)及其映射算法，簡(jiǎn)稱epc(elasticprotocolcustomizable)，通過(guò)在解析模塊中利用ram實(shí)現(xiàn)對(duì)匹配域偏移量的緩存，從而利用偏移量將所需的匹配域信息提取，實(shí)現(xiàn)匹配域的用戶定義，但是可擴(kuò)展性較弱。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在不能很好地滿足網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在解析、處理等方面的處理能力有了新的需求，不持之網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠在解析、匹配、動(dòng)作等方面支持用戶定制等問(wèn)題，提出一種支持網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的報(bào)文解析裝置及方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種支持網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的報(bào)文解析裝置，包括：類型域初始器、類型域偏移量提取器、類型域提取器、偏移量（匹配域偏移量及下一類型域偏移量）提取器和匹配域提取器，類型域初始器分別與類型域偏移量提取器和類型域提取器相連，類型域提取器與偏移量提取器相連，偏移量提取器與匹配域提取器相連，匹配域提取器輸出n個(gè)匹配域；其中，

類型域初始器，用于接收?qǐng)?bào)文后，初始化當(dāng)前報(bào)文頭部的類型數(shù)值代碼；

類型域偏移量提取器，用于根據(jù)報(bào)文頭部的類型域數(shù)值代碼，找到其類型域偏移量信息儲(chǔ)存位置，并提取該類型域的偏移量信息，包括起始位置信息和終止位置信息；

類型域提取器，用于根據(jù)所輸入的類型域偏移量信息即起始位置和終止位置，從報(bào)文頭部中提取類型域的值；

偏移量提取器包括：匹配域偏移量提取器和下一類型域偏移量提取器，用于（1）將類型域信息輸入tcam，從tcam中存儲(chǔ)的多種類型域信息中查找匹配，找到與當(dāng)前輸入的類型域相符合的匹配字段后輸出該字段的匹配結(jié)果，并且將匹配結(jié)果送往ram中；（2）ram中事先存儲(chǔ)了每一種類型域所對(duì)應(yīng)的匹配域偏移量信息和下一類型域偏移量信息，根據(jù)tcam匹配結(jié)果，找到在ram中對(duì)應(yīng)儲(chǔ)存的匹配域偏移量信息和下一類型域偏移量信息；

匹配域提取器，用于根據(jù)輸入的匹配域偏移量即起始位置和終止位置，在報(bào)文頭部中提取出匹配域的值，輸出該匹配域信息。

所述的支持網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的報(bào)文解析裝置，所述下一類型域偏移量提取器根據(jù)下一類型域偏移量信息判斷是否解析過(guò)程結(jié)束，若結(jié)束，則不做后續(xù)解析，若沒(méi)有結(jié)束，則將下一類型域偏移量信息輸入到類型域提取器進(jìn)行進(jìn)一步解析。

一種支持網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的報(bào)文解析方法，包括以下步驟：

類型域初始器接收?qǐng)?bào)文并初始化報(bào)文頭部的類型；

類型域偏移量提取器提取報(bào)文頭部的第一個(gè)類型域偏移量；

類型域提取器根據(jù)類型域偏移量提取出類型域；

匹配域偏移量提取器將類型域值輸入到tcam中進(jìn)行查找，并將查找結(jié)果反饋到ram中；

下一類型域偏移量提取器從ram中提取匹配域和下一類型域偏移量信息；

匹配域提取器根據(jù)偏移量信息提取匹配域，輸出下一類型域偏移量信息。

所述的支持網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的報(bào)文解析方法，所述匹配域偏移量提取器將類型域值輸入到tcam中進(jìn)行查找，并將查找結(jié)果反饋到ram中，具體為：將類型域信息輸入tcam，從tcam中存儲(chǔ)的多種類型域信息中查找匹配，找到與當(dāng)前輸入的類型域相符合的匹配字段后輸出該字段的匹配結(jié)果，并且將匹配結(jié)果送往ram中。

所述的支持網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的報(bào)文解析方法，所述下一類型域偏移量提取器從ram中提取匹配域和下一類型域偏移量信息，具體為：ram中事先存儲(chǔ)了每一種類型域所對(duì)應(yīng)的匹配域偏移量信息，根據(jù)tcam匹配操作后提供的類型域信息，找到其在ram中對(duì)應(yīng)儲(chǔ)存的匹配域偏移量信息。

所述的支持網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的報(bào)文解析方法，所述匹配域提取器根據(jù)偏移量信息提取匹配域，輸出下一類型域偏移量信息具體包括：

根據(jù)ram中儲(chǔ)存的匹配域偏移量信息，在報(bào)文中定位出匹配域字段所在的起始位置和終止位置，并根據(jù)起始位置和終止位置提取出匹配域；

根據(jù)ram中存儲(chǔ)的下一類型域偏移量信息，進(jìn)一步向后讀取報(bào)文，在報(bào)文中定位出下一類型域字段所在的起始位置和終止位置，判斷是否送往類型域提取器進(jìn)一步解析報(bào)文。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過(guò)向報(bào)文解析器中加入用戶可配置的存儲(chǔ)單元，提高了報(bào)文解析器的靈活性，通過(guò)用戶添加自定義報(bào)文格式信息，實(shí)現(xiàn)新格式報(bào)文的解析；本發(fā)明專門引入了一種支持網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的報(bào)文解析裝置，本發(fā)明的技術(shù)方案主要是為了提升交換設(shè)備中報(bào)文解析的靈活性，采用本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)用戶自定義報(bào)文保溫格式在交換設(shè)備中的解析；本發(fā)明的基本原理是將報(bào)文頭部的類型域和匹配域信息緩存在tcam和ram中，通過(guò)迭代的機(jī)制一步一步實(shí)現(xiàn)報(bào)文頭部的不同協(xié)議內(nèi)容的解析；通過(guò)本發(fā)明裝置可以有效地實(shí)現(xiàn)報(bào)文格式的用戶自定義，使硬件交換設(shè)備能夠靈活支持用戶自定義報(bào)文格式的解析，通過(guò)采用本裝置實(shí)現(xiàn)的解析器，可以方便實(shí)現(xiàn)新協(xié)議的硬件部署和新網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的開(kāi)發(fā)測(cè)試，以適應(yīng)高速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所提的一種支持網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的報(bào)文解析裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的報(bào)文解析裝置的處理流程示意圖；

圖3為本發(fā)明的報(bào)文解析裝置的解析過(guò)程舉例;

圖中，1為類型域初始器，2為類型域偏移量提取器，3為類型域提取器，4為匹配域偏移量和下一類型域偏移量提取器，5為匹配域提取器。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：結(jié)合圖1-圖3，一種支持網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的報(bào)文解析裝置，包括：類型域初始器、類型域偏移量提取器、類型域提取器、偏移量（匹配域偏移量及下一類型域偏移量）提取器和匹配域提取器，類型域初始器分別與類型域偏移量提取器和類型域提取器相連，類型域提取器與偏移量提取器相連，偏移量提取器與匹配域提取器相連，匹配域提取器輸出n個(gè)匹配域；其中，

類型域初始器，用于接收?qǐng)?bào)文后，初始化當(dāng)前報(bào)文頭部的類型數(shù)值代碼；

類型域偏移量提取器，用于根據(jù)報(bào)文頭部的類型域數(shù)值代碼，找到其類型域偏移量信息儲(chǔ)存位置，并提取該類型域的偏移量信息，包括起始位置信息和終止位置信息；

類型域提取器，用于根據(jù)所輸入的類型域偏移量信息即起始位置和終止位置，從報(bào)文頭部中提取類型域的值。

偏移量提取器包括：匹配域偏移量提取器和下一類型域偏移量提取器，用于（1）將類型域信息輸入tcam，從tcam中存儲(chǔ)的多種類型域信息中查找匹配，找到與當(dāng)前輸入的類型域相符合的匹配字段后輸出該字段的匹配結(jié)果，并且將匹配結(jié)果送往ram中；（2）ram中事先存儲(chǔ)了每一種類型域所對(duì)應(yīng)的匹配域偏移量信息和下一類型域偏移量信息，根據(jù)tcam匹配結(jié)果，找到在ram中對(duì)應(yīng)儲(chǔ)存的匹配域偏移量信息和下一類型域偏移量信息。

匹配域提取器，用于根據(jù)輸入的匹配域偏移量即起始位置和終止位置，在報(bào)文頭部中提取出匹配域的值，輸出該匹配域信息。

所述的支持網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的報(bào)文解析裝置，所述下一類型域偏移量提取器根據(jù)下一類型域偏移量信息判斷是否解析過(guò)程結(jié)束，若結(jié)束，則不做后續(xù)解析，若沒(méi)有結(jié)束，則將下一類型域偏移量信息輸入到類型域提取器進(jìn)行進(jìn)一步解析。

一種支持網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的報(bào)文解析方法，包括以下步驟：

類型域初始器接收?qǐng)?bào)文并初始化前報(bào)文頭部的類型；

類型域偏移量提取器提取報(bào)文頭部第一個(gè)類型域偏移量；

類型域提取器根據(jù)類型域偏移量提取出類型域；

匹配域偏移量提取器將類型域值輸入到tcam中進(jìn)行查找，并將查找結(jié)果反饋到ram中；

下一類型域偏移量提取器從ram中提取匹配域和下一類型域偏移量信息；

匹配域提取器根據(jù)偏移量信息提取匹配域，輸出下一類型域偏移量信息。

所述的支持網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的報(bào)文解析方法，所述匹配域偏移量提取器將類型域值輸入到tcam中進(jìn)行查找，并將查找結(jié)果反饋到ram中，具體為：將類型域信息輸入tcam，從tcam中存儲(chǔ)的多種類型域信息中查找匹配，找到與當(dāng)前輸入的類型域相符合的匹配字段后輸出該字段的匹配結(jié)果，并且將匹配結(jié)果送往ram中。

所述的支持網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的報(bào)文解析方法，所述下一類型域偏移量提取器從ram中提取匹配域和下一類型域偏移量信息，具體為：ram中事先存儲(chǔ)了每一種類型域所對(duì)應(yīng)的匹配域偏移量信息，根據(jù)tcam匹配操作后提供的類型域信息，找到其在ram中對(duì)應(yīng)儲(chǔ)存的匹配域偏移量信息。

所述的支持網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的報(bào)文解析方法，所述匹配域提取器根據(jù)偏移量信息提取匹配域，輸出下一類型域偏移量信息具體包括：

根據(jù)ram中儲(chǔ)存的匹配域偏移量信息，在報(bào)文中定位出匹配域字段所在的起始位置和終止位置，并根據(jù)起始位置和終止位置提取出匹配域；

根據(jù)ram中存儲(chǔ)的下一類型域偏移量信息，進(jìn)一步向后讀取報(bào)文，在報(bào)文中定位出下一類型域字段所在的起始位置和終止位置，判斷是否送往類型域提取器進(jìn)一步解析報(bào)文。

實(shí)施例2，結(jié)合圖1-圖3，一種支持網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的報(bào)文解析裝置，主要有五部分構(gòu)成：類型域初始器、類型域偏移量提取器、類型域提取器、匹配域偏移量和下一類型域偏移量提取器以及匹配域提取器。類型域初始器，主要用于初始化類型域中第一個(gè)域的偏移、長(zhǎng)度信息，用于輔助報(bào)文進(jìn)入解析過(guò)程；類型域偏移量提取器負(fù)責(zé)配合類型域初始器，存儲(chǔ)第一個(gè)類型域的相應(yīng)偏移信息；類型域提取器工作于整個(gè)報(bào)文解析過(guò)程，負(fù)責(zé)根據(jù)類型域偏移信息不斷提取出報(bào)文頭部的下一層類型域；匹配域偏移量和下一類型域偏移量提取器主要負(fù)責(zé)根據(jù)已經(jīng)確定的類型域，找到其對(duì)應(yīng)的匹配域偏移量，并將匹配域偏移量信息提供給匹配域提取器，同時(shí)，本模塊再確定匹配域偏移量信息同時(shí)也提取出下一類型域信息，以保證報(bào)文解析過(guò)程層層遞進(jìn)；匹配域提取器主要根據(jù)接收的匹配域偏移量信息在報(bào)文中提取出匹配域。

圖2給出了本發(fā)明的主要工作過(guò)程，結(jié)合圖3給出的報(bào)文格式給出如下工作過(guò)程實(shí)例：

假設(shè)1：硬件設(shè)備的物理網(wǎng)卡是以太網(wǎng)網(wǎng)卡；

假設(shè)2：接收到的報(bào)文頭部格式是如圖3所示報(bào)文格式；

假設(shè)3：匹配域所關(guān)心的內(nèi)容是源mac地址、目的ip地址、源tcp地址；

步驟1：根據(jù)物理網(wǎng)卡接收到的報(bào)文初始化當(dāng)前報(bào)文類型為以太網(wǎng)報(bào)文，類型域數(shù)值代碼為0；

步驟2：類型域初始器中儲(chǔ)存了當(dāng)前支持的以太網(wǎng)報(bào)文類型域偏移量信息，直接從寄存器中讀取初始類型域偏移量信息，包括類型域起始位置第0bit和終止位置第0bit；

步驟3：根據(jù)步驟2中得到的類型域偏移量信息確定類型域的值為0；

步驟4：將步驟三提取的值添加前綴標(biāo)號(hào)0000送往tcam中進(jìn)行查找操作，得到查找結(jié)果，該結(jié)果用于表示ram地址；

步驟5：在ram中根據(jù)步驟4提供的地址讀取存儲(chǔ)內(nèi)容，即匹配域偏移量信息（根據(jù)假設(shè)3此時(shí)為源mac地址偏移量信息）起始位置第1bit和終止位置第48bit，下一類型域偏移量信息（即ethertype偏移量信息）起始位置第97bit和第112bit；

步驟6：根據(jù)步驟5提供的匹配域偏移量信息提取寬度為48bit的源mac地址，輸出此匹配域；

步驟7：根據(jù)下一類型域偏移量信息（即ethertype字段偏移量信息）起始位置第97bit和第112bit提取類型域內(nèi)容為十六進(jìn)制0800，即二進(jìn)制0000_1000_0000_0000，添加四位前綴標(biāo)號(hào)a(如0001)送往tcam中進(jìn)行查找操作，得到的查找結(jié)果作為ram尋址的地址；

步驟8：在ram中根據(jù)步驟7提供的地址讀取存儲(chǔ)內(nèi)容，即匹配域偏移量信息（根據(jù)假設(shè)3此時(shí)為目的ip地址偏移量信息）起始位置第241bit和終止位置第272bit，下一類型與偏移量信息（即ipprotocol字段偏移量信息）起始位置第185bit和終止位置第192bit；

步驟9：根據(jù)步驟8提供的匹配域偏移量信息提取寬度為32bit的目的ip地址，輸出此匹配域；

步驟10：根據(jù)步驟8提供的類型域偏移量信息（即ipprotocol字段偏移量信息）確定當(dāng)前類型域的值為十六進(jìn)制06，即二進(jìn)制0000_0000，添加前綴標(biāo)號(hào)b(如0002)送往tcam中進(jìn)行查找操作，得到的查找結(jié)果作為ram尋址的地址；

步驟11：在ram中根據(jù)步驟10提供的地址讀取存儲(chǔ)內(nèi)容，即匹配域偏移量信息（根據(jù)假設(shè)3此時(shí)為源tcp地址偏移量信息）起始位置第273bit和終止位置第288bit，下一類型與偏移量信息（此時(shí)無(wú)下一類型域）；

步驟12：根據(jù)步驟11提供的匹配域偏移量信息提取寬度為16bit的源tcp地址，輸出此匹配域，由于此時(shí)無(wú)下一類型域，結(jié)束解析過(guò)程，進(jìn)入報(bào)文處理的后續(xù)過(guò)程。